專利名稱：一種電流效應的演示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā) 明涉及電流技術領域，具體涉及一種電流效應的演示裝置。
背景技術：
在初、高中學習書本知識的過程中，為了使學生更加深刻的理解書本知識，在教學過程中安排各種實驗，學生可通過在實驗室做實驗以便清楚的了解書本知識。目前，在化學、物理等書本中涉及到多種實驗，其中包括電流化學效應實驗，電流熱效應實驗，電流磁效應實驗等多個有關電流效應的實驗，目前在實驗室中，學生在進行相關實驗之前，必須搭建多個實驗電路，以便進行相應的實驗，由于在進行各個有關電流效應的實驗之前，學生必須進行各個實驗電路的連接，才能進行相應的實驗，導致學生在進行實驗過程中的操作比較繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種電流效應的演示裝置，目的在于解決進行各個有關電流效應的實驗之前，學生必須進行各個實驗電路的連接，才能進行相應實驗，導致學生在進行實驗過程中的操作比較繁瑣的問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電流效應演示裝置，所述裝置的具體的實現(xiàn)過程如下所示一種電流效應的演示裝置，包括與電源相連的化學效應演示單元；與所述電源相連的熱效應演示單元；與所述電源相連的磁效應演示單元；所述化學效應演示單元、所述熱效應演示單元和所述磁效應演示單元采用并聯(lián)的方式相連接。優(yōu)選的,所述化學效應演示單元包括裝有導電溶液的第一容器；一端通過第一開關與所述電源的正極相連，一端伸入所述導電溶液的第一電極；一端與所述電源的負極相連，一端伸入所述導電溶液的第二電極。優(yōu)選的,所述熱效應演示單元包括一端通過第二開關與所述電源的正極相連，一端與所述電源的負極相連的電熱絲；與所述電熱絲相靠近或接觸，裝有溶液的第二容器。優(yōu)選的,所述熱效應演示單元還包括一端伸入所述溶液內(nèi)部，一端顯示溫度數(shù)值的溫度計。優(yōu)選的,所述熱效應演示單元還包括一端與第二電源的正極相連，一端通過電阻與所述第二電源負極相連的，用于測量所述溶液溫度的熱敏電阻；通過第三開關與所述熱敏電阻采用并聯(lián)的方式相連接的，用于當所述溶液的溫度達到一定數(shù)值時進行報警的蜂鳴器。優(yōu)選的,所述磁效應演示單元包括一端通過第四開關與所述電源的正極相連，一端與所述電源的負極相連的，使用導線按一定方向纏繞的磁鐵。優(yōu)選的,所述磁效應演示單元還包括鐵片、指針、和刻度盤。
優(yōu)選的,所述化學效應演示單元、所述熱效應演示單元和所述磁效應演示單元集成于一個試驗箱中。本發(fā)明將化學效應演示單元、電流熱效應演示單元，電流磁效應演示單元與電源采用并聯(lián)的方式進行連接，在進行電流效應的實驗時，僅需將相應的電流效應演示單元接通電源，即可進行相應的實驗，從而不必在進行有關電流效應之前，對相應的實驗電路進行連接，解決了學生進行實驗過程中操作繁瑣的問題。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明電流效應的演示裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明電流效應的演示裝置中化學效應演示單元的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明電流效應的演示裝置中熱效應演示單元的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明電流效應的演示裝置中熱效應演示單元的又一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明電流效應的演示裝置中磁效應演示單元的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明電流效應的演示裝置中又一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明電流效應的演示裝置中化學效應演示單元的一種流程示意圖；圖8是本發(fā)明電流效應的演示裝置中化學效應演示單元的一種實驗結(jié)果示意圖；圖9是本發(fā)明電流效應的演示裝置中化學效應演示單元的又一種實驗結(jié)果示意圖；圖10是本發(fā)明電流效應的演示裝置中熱效應演示單元的一種流程示意圖；圖11是本發(fā)明電流效應的演示裝置中熱效應演示單元的PTC熱敏電阻隨溫度變化報告的示意圖；圖12是本發(fā)明電流效應的演示裝置中磁效應演示單元的一種流程示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明的實施例提供了一種電流效應的演示裝置，如圖I所示，包括與電源100相連的化學效應演示單元200 ；與所述電源100相連的熱效應演示單元300 ；與所述電源100相連的磁效應演示單元500 ；所述化學效應演示單元200、所述熱效應演示單元300和所述磁效應演示單元500采用并聯(lián)的方式相連接。本發(fā)明將化學效應演示單元、電流熱效應演示單元，電流磁效應演示單元與電源采用并聯(lián)的方式進行連接，在進行電流效應的實驗時，僅需將相應的電流效應演示單元接通電源，即可進行相應的實驗，從而不必在進行有關電流效應之前，對相應的實驗電路進行連接，解決了學生進行實驗過程中操作繁瑣的問題。進一步的,如圖2所示,所述化學效應演示單元200包括裝有導電溶液的第一容器 201 ；一端通過第一開關202與所述電源100的正極相連，一端伸入所述導電溶液的第一電極203 ；一端與所述電源100的負極相連，一端伸入所述導電溶液的第二電極204。所述化學效應演示單元的制作過程包括選取大小為50x30x60mm的容器作為第一容器，在第一容器的外部粘貼鐵片，在裝置的示教板上粘貼磁鐵以便吸附第一容器，向第一容器內(nèi)注入導電溶液；將第一電極通過第一開關與電源的正極相連，將第二電極與電源的負極相連，本發(fā)明實施例中取鐵棒和鋁棒作為本裝置中的第一電極和第二電極，將第一電極和第二電極放入第一容器內(nèi)的導電溶液中。所述化學效應演示單元的實驗過程包括閉合第一開關，稍等片刻，便可觀察到陰極有氣泡產(chǎn)生，且陽極下黃綠色膠體產(chǎn)生，隨著反應時間的增加，黃綠色膠體的量逐漸增加并出現(xiàn)黃點，并出現(xiàn)墨綠色物質(zhì)等現(xiàn)象，說明電流具有化學效應。進一步的，如圖3所示,所述熱效應演示單元300包括一端通過第二開關301與所述電源100的正極相連，一端與所述電源100的負極相連的電熱絲302 ；與所述電熱絲相靠近或接觸，裝有溶液的第二容器303。所述電流熱效應演示單元的制作過程包括取一段長20-30mm的電熱絲，用墊片和螺釘將電熱絲固定在裝置的示教板上，將電熱絲的一端通過第二開關與電源正極相連，將電熱絲的另一端與電源負極相連，在距離電熱絲IOOmm的上方用螺釘固定一個U形卡,使用U形卡固定帶有溶液的第二容器。所述熱效應演示單元的實驗過程包括閉合第二開關，稍等片刻，用手握第二容器外壁，有微熱的感覺，說明電流有熱效應。進一步的,所述熱效應演示單元還包括 一端伸入所述溶液內(nèi)部，一端顯示溫度數(shù)值的溫度計。所述溫度計包括WH6009I液晶顯示電子溫度計。
所述熱效應演示單元的實驗過程還包括將WH6009I型電子溫度計的感溫頭放入第二容器內(nèi)部的溶液中，可以明顯地看到液晶板上示數(shù)不斷上升，這說明電熱絲把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽纱丝梢?，電流具有熱效應。進一步的，如圖4所示,所述熱效應演示單元300還包括一端與第二電源400的正極相連，一端通過電阻與所述第二電源400負極相連的，用于測量所述溶液溫度的熱敏電阻401 ；通過第三開關402與所述熱敏電阻401采用并聯(lián)的方式相連接的，用于當所述溶液的溫度達到一定數(shù)值時進行報警的蜂鳴器403。 所述電流熱效應演示單元的制作過程還包括將正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻放入第二容器內(nèi)的溶液中，將PTC熱敏電阻的一端與第二電源的正極相連，將PTC熱敏電阻的另一端通過限流電阻與第二電源的負極相連，將蜂鳴器與第三開關串聯(lián)，并將蜂鳴器和第三開關的串聯(lián)電路并聯(lián)至PTC熱敏電阻的兩端。所述熱效應演示單元的實驗過程還包括將熱敏電阻放入第二容器內(nèi)的溶液中，閉合第三開關，稍等片刻，蜂鳴器發(fā)生鳴叫給出警示作用，說明電流具有熱效應。進一步的,如圖5所示,所述磁效應演示單元500包括一端通過第四開關501與所述電源的正極相連，一端與所述電源100的負極相連的，使用導線按一定方向纏繞的磁鐵502。電流磁效應演示的制作過程包括將導線的一端通過第四開關與所述電源的正極相連，并將導線的另一端連接至所述電源的負極。進一步的，如圖5所示，所述磁效應演示單元還包括鐵片503、指針504、和刻度盤505。電流磁效應演示單元的制作過程包括取一長為140_鐵片做成指針，另取一長為40mm,寬為8mm鐵片，以T形鐵片為例,在T形鐵片下端的中間開槽4mm、寬2mm,將長為70mm的導線一端連接指針、另一端連接T形鐵片，并把指針、T形鐵片固定在裝置的示教板上。所述磁效應演示單元的實驗過程包括當閉合第四開關時，便可觀察到指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，說明了電流具有磁效應。進一步的,所述化學效應演示單元、所述熱效應演示單元和所述磁效應演示單元集成在一個試驗箱中，所述試驗箱內(nèi)的電路圖如6所示，為了保證本裝置的安全性，在所述電源100的正極側(cè)添加第五開關601，以便在裝置產(chǎn)生故障時，切斷本裝置的電源。本發(fā)明進行各個有關電流效應的實驗時，不必進行各個實驗電路的連接，學生僅需將相應實驗的開關和第五開關進行打開和閉合的操作，便可進行實驗，觀察實驗現(xiàn)象，本裝置將各個有關電流的實驗器材集成于一個試驗箱便于攜帶，便于學生進行實驗操作。下面詳細描述如何使用該裝置進行電流效應各種實驗。本裝置可分為三個不同的實驗電流化學效應實驗、電流熱效應實驗、電流磁效應實驗，下面將分別描述各個實驗方法，及實驗效果。一、電流化學實驗電流化學效應的方法，如圖7所示,包括
步驟S701 :向第一容器中注入導電溶液；本實施例中采用蒸餾水為實 驗材料，注入至第一容器中。步驟S702 :將電極與導線接通；本實施例中以電極為鐵棒、鋁棒為例，電源電壓以6V為例，將鐵棒接電源正極，即使用鐵棒做陽極，將鋁棒與電源負極相連，即使用鋁棒做陰極。步驟S703 閉合第一開關；閉合第一開關，將兩個電極、導電溶液和電源導通，同時開啟計時器。步驟S704 :觀察容器內(nèi)的反應。閉合開關之后稍等片刻便可觀察到陰極有氣泡產(chǎn)生。上述實驗現(xiàn)象的原理鐵棒和鋁棒通電之后，鐵棒作為陽極首先被電離為離子，一般為亞鐵離子，陰極附近的水被電離成氫氧根和氫氣，第一電極和第二電極附近的電極反應式為陰極2tf+2e-=H2丨鐵做陽極Fe-2e-=Fe2+。如圖8所示，將上述實驗中的電源電壓改變，依次變?yōu)?V，8V，IOV依次進行上述實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。由實驗數(shù)據(jù)可知，隨著電源電壓的改變，起泡的時間越來越短，且起泡數(shù)量越來越多，由此可知，電壓的增加可使化學反應的速率變快，且實驗效果明顯。如圖9所示，將上述方法中水溶液改為NaCl水溶液，以電源電壓為6V為例，將NaCl水溶液的濃度依次更換為O. 01g/ml、0. 02g/ml、0. 03g/ml分別進行上述實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。閉合開關之后稍等片刻便可觀察到陰極有氣泡產(chǎn)生，且陽極下黃綠色膠體產(chǎn)生，隨著反應時間的增加，黃綠色膠體的量逐漸增加并出現(xiàn)黃點，并出現(xiàn)墨綠色物質(zhì)等現(xiàn)象，由于NaCl水溶液起泡時間非常短，因此沒有將起泡時間進行記錄，僅將實驗現(xiàn)象進行記錄。上述實驗現(xiàn)象的原理鐵棒和鋁棒通電之后，鐵棒作為陽極首先被電離為離子，一般為亞鐵離子，陰極附近的水被電離成氫氧根和氫氣，因此亞鐵離子和氫氧根在水中形成白色的Fe(OH)2沉淀，由于蒸餾水溶液中的陽極附近溶解了的氯氣，白色的氫氧化亞鐵Fe (OH)2沉淀在水中被氧化成氫氧化鐵Fe (OH) 3，二者按一定比例混合將形成墨綠色物質(zhì)。沉淀物Fe (OH) 3和鐵棒在空氣中最后變成氧化鐵Fe203。第一電極和第二電極附近的電極反應式為陰極2H++2e-=H2丨鐵做陽極Fe-2e-=Fe2+。由實驗數(shù)據(jù)可知，隨著NaCl水溶液的濃度增加，實驗效果越來越明顯，且實驗時間越來越快，因濃度增加，游離的電子越來越多，使得實驗效果更加明顯。如圖9所示,將上述方法中，電源為6V,溶液為NaCl水溶液,將電極互換位置，即以鐵棒為陰極、以鋁棒為陽極，并將取NaCl水溶液的濃度為O. 01g/ml、0. 02g/ml、0. 03g/ml分三次進行上述實驗，并記錄實驗現(xiàn)象。由實驗數(shù)據(jù)可知，電極的不同導致實驗現(xiàn)象不同。綜上，由以上實驗數(shù)據(jù)可知，隨著電壓的增加實驗效果越來越明顯，NaCl水溶液比蒸餾水的實驗效果明顯，NaCl水溶液的濃度增加實驗效果更加明顯，電極不同導致實驗過程中實驗現(xiàn)象不同。二、電流熱效應實驗電流熱效應的方法，如圖10所示，包括步驟S1001 向第二容器內(nèi)注入溶液；將蒸餾水或其他溶液注入第二容器內(nèi)。
步驟S1002 閉合第二開關；閉合第二開關，使電熱絲導電。步驟S1003 :觀察實驗現(xiàn)象。在觀察實驗現(xiàn)象時，可有但不限于以下三種方式方式一用手撫摸第二容器外壁，有微熱的感覺，說明電流有熱效應。方式二 在觀察實現(xiàn)現(xiàn)象時，使用溫度計測量第二容器內(nèi)溶液的溫度，具體的可用WH6009I型液晶顯示電子溫度計進行測量，具體的，將WH6009I型電子溫度計的感溫頭放入第二容器內(nèi)部的溶液中，可以明顯地看到液晶板上代表溫度的數(shù)值在不斷上升，說明溶液的溫度不斷升高，這是由于通電的電熱絲產(chǎn)生了熱量，電熱絲把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，由此可見，電流具有熱效應，本發(fā)明中采用液晶顯示電子溫度計進行溫度顯示，對學生而言便于接·收，寓教于樂。`方式三在觀察實驗現(xiàn)象時，將熱敏電阻放入第二容器內(nèi)的溶液中，閉合第三開關，當?shù)诙萜鲀?nèi)液體的溫度上升至一定溫度時，蜂鳴器就會鳴叫報警，這是因為PTC熱敏電阻隨著第二容器內(nèi)液體溫度的升高，阻值也逐漸升高，當PTC熱敏電阻的阻值達到一定數(shù)值時，蜂鳴器發(fā)生鳴叫，以給出提醒功能，說明電流具有熱效應。而且通過此實驗還能進一步的獲知熱敏電阻隨溫度的變化的阻值的變化規(guī)律，將上述實驗的方式二和方式三結(jié)合使用，采用WH6009I型液晶顯示電子溫度計顯示溫度，采用萬用表測量熱敏電阻的阻值，每隔一定時間進行一次實驗數(shù)據(jù)記錄，如圖11所示，為所述實驗中熱敏電阻的阻值隨著溫度改變的實驗數(shù)據(jù)。通過以上實驗方法可清楚、明了的演示熱效應的實驗，且采用不同的方式觀看實驗效果，實驗現(xiàn)象明顯，并可在觀察電流熱效應的同時，獲知熱敏電阻的實驗數(shù)據(jù)，更加方便了學生進行熱效應實驗。三、電流的磁效應實驗電流的磁效應實驗方法，如圖12所示，該方法包括以下步驟步驟S1201 :閉合第四開關；閉合第四開關，將導線與電源導通。步驟S1202 :觀察指針的偏轉(zhuǎn)。由實驗數(shù)據(jù)可知，當閉合第四開關時，便可觀察到指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，這是因為靠近螺線管磁鐵的鐵片受到一個吸引力的作用，進而帶動指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這個實驗說明通電的螺線管產(chǎn)生了磁力，說明了電流具有磁效應。以上實驗方法將電流的化學效應實驗、熱效應實驗、磁效應實驗并聯(lián)到一個試驗箱內(nèi)，在一個實驗箱內(nèi)便可完成多個有關電流效應的實驗，且在進行實驗時，僅需將相應的電流效應演示單元接通電源，避免了對多個實驗電路進行連接，解決了學生在進行實驗操作繁瑣的問題，，且本發(fā)明將涉及電流實驗的學科有機的結(jié)合起來，演示時間短，效果明顯，讓學生對于電流的效應可以有個整體的形象認識，且這個演示器取材方便，制作簡單，實驗效果明顯，又方便教師攜帶和使用，易于在教學過程中推廣應用。本實施例方法所述的功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算設備可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明實施例對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算設備(可以是個人計算機，服務器，移動計算設備或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括u盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種電流效應的演示裝置，其特征在于，包括與電源相連的化學效應演示單元；與所述電源相連的熱效應演示單元；與所述電源相連的磁效應演示單元；所述化學效應演示單元、所述熱效應演示單元和所述磁效應演示單元采用并聯(lián)的方式相連接。
2.如權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述化學效應演示單元包括裝有導電溶液的第一容器；一端通過第一開關與所述電源的正極相連，一端伸入所述導電溶液的第一電極；一端與所述電源的負極相連，一端伸入所述導電溶液的第二電極。
3.如權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述熱效應演示單元包括一端通過第二開關與所述電源的正極相連，一端與所述電源的負極相連的電熱絲；與所述電熱絲相靠近或接觸，裝有溶液的第二容器。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述熱效應演示單元還包括一端伸入所述溶液內(nèi)部，一端顯示溫度數(shù)值的溫度計。
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述熱效應演示單元還包括一端與第二電源的正極相連，一端通過電阻與所述第二電源負極相連的，用于測量所述溶液溫度的熱敏電阻；通過第三開關與所述熱敏電阻采用并聯(lián)的方式相連接的，用于當所述溶液的溫度達到一定數(shù)值時進行報警的蜂鳴器。
6.如權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述磁效應演示單元包括一端通過第四開關與所述電源的正極相連，一端與所述電源的負極相連的，使用導線按一定方向纏繞的磁鐵。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述磁效應演示單元還包括鐵片、指針、和刻度盤。
8.如權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述化學效應演示單元、所述熱效應演示單元和所述磁效應演示單元集成于一個試驗箱中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電流效應的演示裝置，包括與電源相連的化學效應演示單元；與所述電源相連的熱效應演示單元；與所述電源相連的磁效應演示單元；所述化學效應演示單元、所述熱效應演示單元和所述磁效應演示單元采用并聯(lián)的方式相連接。本發(fā)明所述電流效應的演示裝置中將化學效應演示單元、電流熱效應演示單元，電流磁效應演示單元與電源采用并聯(lián)的方式進行連接，在進行電流效應的實驗時，僅需將相應的電流效應演示單元接通電源，即可進行相應的實驗，從而不必在進行有關電流效應之前，對相應的實驗電路進行連接，解決了學生進行實驗過程中操作繁瑣的問題。
文檔編號G09B23/18GK102945636SQ20121049696
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權日2012年11月28日
發(fā)明者蘇以銘, 陳穎, 吳清理 申請人:蘇以銘, 陳穎, 吳清理